Высокотемпературная сверхпроводимость

Начиная с 1911 по 1986 год, проводились исследования явления сверхпроводимости, однако, существенно повысить температуру перехода вещества в сверхпроводящее состояние (более 20 К) не удалось. И вот в конце 1986 года исследователям из Швейцарии и США удалось значительно продвинуться в этом направлении. Ими были получены сверхпроводящие керамические оксидные образцы сразу нескольких составов.

(LBC) и

где X = 0,15 0,2; У — различный и порой неопределенный.

Основные результаты опубликованных работ заключались в том, что во всех образцах указанных составов наблюдался сверхпроводящий переход при Т_к =>70 К. В феврале 1987 года исследователям из Хьюстонского университета в США удалось повысить температуру сверхпроводящего перехода до Т_к - 100 К путем замены в (LBC) La на иттрий. В 1988 году появились публикации, что на составах типа Т1Са_уВа Си О_х температура перехода поднялась до 162 К. И, несмотря на то, что пока нет разработанной теории явления, а лишь высказано ряд гипотез, прорыв в до сих пор недоступную для сверхпроводимости область темпера­тур уже состоялся и это явление получило название высокотемпературной сверхпроводимости.

Сверхпроводимость входит в технику не так быстро, но возможности ее действительно заманчивы. Достаточно вспомнить подземные линии электропередачи с ничтожно малыми потерями энергии. Что же касается сверхпроводящего кабеля, то в качестве проводников в нем уже применяются ленты из керамического композита, содержащего высокотемпературный сверхпроводящий висмут и серебро. Полости их труб заполняются жидким азотом, что требует компрессоров (для сжижения азота) в конечных пунктах. И все же новые кабели, по мнению специалистов, гораздо эффективнее обычных и, кроме того, занимают много меньшее подземное пространство. Для крупных городов, а тем более мегаполисов, это весьма существенно. Увеличение пропускной способности городских силовых кабелей и снижение потерь в них - проблема, которая встает уже в настоящее время и использование сверхпроводящих кабелей -один из магистральных путей ее решения.

Примеры использования сверхпроводящей электротехники многогранны: это и скоростной монорельсовый транспорт, компактные накопители энергии, мощнейшие электродвигатели и многое другое, не говоря уже о том, что термоядерная проблема и магнитогидродинамическое (МГД) преобразование энергии практически осуществимы лишь с применением сверхпроводников. В последнее время сверхпроводящие магниты стали широко использоваться в ускорительной технике и в быстро завоевавшей популярность ЯМР-томографии. Одним словом, сегодня сверх­проводимость — это целый мир, насыщенный красивыми физическими эффектами и техническими приложениями. Высокотемпературная проводимость способна радикально преобразовать технику и энергетику, а значит, и экономику.